行星

国际天文学联合会将行星定义为围绕恒星运行的天体或天空中恒星的残余物，由于其引力，该天体足够大，几乎呈圆形，但质量不足以引起热核聚变，并且可以脱离其胚胎行星或小行星的轨道。 “行星”这个词很古老，与几个历史、科学、迷信和宗教方面有关，因为许多古代文明将行星视为神圣的象征或神圣的使者，我们这个时代的一些人仍然相信占星术，它基于行星运动对人类生活的影响，尽管科学界反对这门科学的结果，但随着现代科学知识的发展，人们对行星的看法已经完全改变了。 2006年，国际天文学联合会批准了一项定义太阳系中行星含义的官方决定，该决定同时受到广泛欢迎和批评，这一定义在一些科学家中仍然存在争议。

托勒密认为地球是宇宙的中心，所有的行星都围绕它旋转。尽管日心说的概念已经多次提出，但直到十七世纪，意大利科学家伽利略·伽利莱才能够用他的天文望远镜观测太阳系。德国科学家约翰内斯·开普勒（Johannes Kepler）在仔细分析天文观测数据后证明，行星的轨道是椭圆形的，而不是圆形的。随着观测的发展，天文学家发现，包括地球在内的所有行星都绕着它们的轴线旋转，但坡度很小，有些行星具有共同的特性，例如在两极形成冰，每年经历几个季节。随着太空时代的开始，在通过太空探测器检查了来自行星的土壤样本后，人类发现了地球与其他行星的几种共同特性，例如火山性质、飓风的存在、构造（改变地壳形状的扭曲过程，形成大陆和山脉）甚至水文。自1992年以来，在发现数百颗系外行星（即围绕其他恒星运行）之后，科学家们意识到银河系中的所有行星都与地球有许多共同的特征。

行星通常分为两种主要类型：巨型行星，即由低密度气体组成的巨型行星，以及具有岩石性质的小型行星，例如地球。根据国际天文学联合会的定义，太阳系由八颗行星组成。根据它们与太阳的距离，这些行星的顺序从水星、金星、地球和火星四颗岩石行星开始，其次是气态巨行星木星、土星、天王星和海王星。太阳系还包含五颗矮行星：谷神星、冥王星（以前被归类为太阳系第九行星）、Mekmek、Haumea和Iris。这些行星中的每一个都围绕一颗或多颗卫星运行，除了水星、金星、谷神星和米克梅克。

到2009年3月，共发现了344颗系外行星，它们的大小和性质各不相同，从气态巨行星到小型岩石行星。当我们在晚上看到这些行星时，它们会发光，而是反射太阳的光，看起来很发光。

在银河系的其他恒星（“系外行星”或“系外行星”）周围已经发现了数千颗行星。

2011年12月20日，开普勒太空望远镜团队报告发现了第一颗地球大小的系外行星开普勒-20e和开普勒-20F，它们围绕着一颗类似太阳的恒星开普勒-20运行。 2012年的一项研究表明，对引力微观推断数据的分析显示，平均至少有1.6颗行星与银河系中的一颗恒星相关。大约五分之一的类太阳恒星被认为在其区域内有一颗地球大小的行星适合居住。

截至 2019 年 6 月 1 日，在 3,043 个行星系统（包括 659 个多行星系统）中发现了 4,071 颗系外行星，大小从月球到大约是木星两倍大小的气态巨行星，其中发现了 100 多颗与地球大小相同的行星，其中 9 颗与恒星的相对距离与地球与太阳的相对距离相同，即在宜居带。

目前尚不清楚行星是如何形成的。普遍的理论是，这些行星是由气态星云坍缩成一个由气体和尘埃组成的薄盘引起的。该理论认为，星云是由一颗位于中心的原恒星组成的，周围环绕着旋转的原行星盘。通过流体动力学、天体物理学（粘性碰撞过程），圆盘中的尘埃颗粒稳步积累，形成更大的质量。许多尘埃颗粒在这个圆盘中积聚，形成巨大的天体。由于局部浓度，形成了被称为“胚胎行星”的质量，这些微小的行星通过旋转的向心引力吸引许多其他物质，从而加速了积累过程。这些浓度的密度增加，直到它们在引力作用下从内部爆炸，形成这些原行星。在达到比地球月球直径大的直径后，这颗行星开始积累一个扩展的大气层，增加了它通过大气层的阻碍力吸引小行星的能力。

当一颗原恒星生长到点火形成一颗真正的恒星时，由于光蒸发、太阳风、Pointing-Robertson现象的影响以及许多其他因素，它会将剩余的圆盘从内向外喷射。在那之后，可能有一些原行星仍然绕着恒星运行或相互绕行，但随着时间的推移，它们会相互碰撞，形成一颗大行星，或者释放出被其他大型原行星或完整行星吸收的物质。这些天体会增长，直到它们能够吸引许多围绕它们运行的天体，直到它们最终成为完整的行星。与此同时，尚未爆炸的原生动物行星可以通过中心重力变成其他行星的卫星，或者继续在其他天体的带中运行，直到它们达到矮行星或太阳系中小天体的最终形式。胚胎行星（和放射性衰变）的有效影响将导致发展中的行星升温，导致其至少部分融化。行星的内部开始发生变化，直到它变得更密集。由于这种积累，其他行星群失去了大部分气体，但这些损失的气体可以被来自大气和其他彗星的气体所取代。（较小的行星将失去从这些气体逸出中获得的任何气体。 在发现和观测到太阳系外恒星周围的几个行星系统之后，这一分析可能会被修改或完全改变。目前，原子序数大于2（氦的原子序数）的矿物质水平（描述化学元素浓度的天文学术语）决定了特定恒星是否存在行星。因此，行星系统围绕富含矿物质的恒星的可能性增加了行星系统围绕贫金属恒星的可能性。

根据国际天文学联合会目前发布的定义，太阳系中有八颗行星。它的顺序如下，根据它与太阳的距离，从最近到最远：

• 水星
• 金星
• 地球
• 火星
• 木星
• 土星
• 天王星
• 海王星

木星是太阳系中最大的行星，质量是地球质量的318倍，而水星是最小的，质量是地球质量的0.055倍。

太阳系的行星可以根据其组成分类如下：

岩石行星：包括类地行星，主要由岩石组成。这些行星是水星、金星、地球和火星。

气态巨行星：它包括主要由气态物质组成的气态巨行星，其大小优于岩石行星。这些行星是木星、土星、天王星和海王星。属于气态巨行星类别的一个子类别是冰冷的巨行星，其中包括天王星和海王星。这些行星与气态行星的区别在于它们与气态行星的体积小，大气中氢和氦的消耗，以及其中岩石和冰的比例显着增加。

1995 年 10 月 6 日，日内瓦大学教授米歇尔·马约尔 （Michel Mayor） 和迪迪埃·奎洛兹 （Didier Quiloz） 宣布发现了一颗围绕一颗具有大序序的恒星运行的系外行星，即 51b 母马。在2009年2月发现的342颗系外行星中，大多数都与木星一样接近或大于木星，尽管观测到的行星比水星小几倍到比木星大几倍。此外，迄今为止发现的最小的系外行星是观测到的行星群，它们围绕着一颗称为塔里克星群的燃烧恒星的影响运行，例如PSR B1257 + 12。已经发现了大约12颗质量是地球质量10至20倍的系外行星，例如围绕恒星Mio Aara，Cancer 55和Gliesa 436b运行的系外行星。这些行星被称为“海王星”，因为它们的质量接近海王星的质量（是地球质量的17倍）。另一类新的行星被称为“大地”，是比地球大得多但比海王星或天王星小的岩石行星。迄今为止，已经发现了大约六颗大行星：格利泽876b，质量是地球的六倍和OGLE-2005-BLG-390Lb和MOA-2007-BLG-192Lb是通过微重力发现的冰冷行星。在这六颗行星中，有一颗Corot-Exo-7b，这颗行星估计是地球直径的1.7倍（迄今为止发现的最小地球），但轨道距离只有0.02个天文单位，这意味着它的表面在1,000-1,500°C的温度下是可溶的。最后，其中两颗行星围绕红矮星Glysa 581运行。格利泽581D的质量是地球质量的7.7倍，而格利泽581C的质量是地球质量的五倍，地球最初被认为是第一颗发现的可能存在生命的岩石行星。然而，详细的研究表明，它离恒星太近而无法生存，而格利泽581D是该组中最远的行星，尽管它的天气比地球更冷，但如果它的大气层含有足够的温室气体，它有可能存在生命。

从这里可以清楚地看出，新发现的大型行星是否类似于太阳系中的气态巨行星，或者类似于另一种尚不清楚的完全不同的物种，例如碳质行星或巨型氨行星。一般来说，一些新发现的行星，被称为热木星，在它们的母星附近以相当圆形的轨道运行。因此，它们比太阳系中的气态巨行星接收到更多的恒星辐射，留下了关于这些行星是否都属于同一类型的争论。还有一类可能的热木星，称为天主教行星，它们的轨道离它们的恒星如此之近，以至于它们的大气层被恒星辐射烧毁。虽然许多炽热的木星行星现在正在失去大气层，就像2008年发生的那样，但没有发现真正的天主教行星。事实上，发现关于系外行星的更详细的科学事实需要引入新一代仪器，包括太空望远镜。柯罗航天器（太空天文台）目前正在研究由于行星围绕它们的轨道而导致的恒星亮度差异。还提出了许多项目来生产太空望远镜，以寻找质量与地球相似的系外行星。其中包括美国宇航局的开普勒（太空探测器）项目、类地行星项目、欧空局的达尔文理论太空任务计划以及国家空间研究中心（CNES）的翼马。新世界任务也是一种可以与詹姆斯·韦伯太空望远镜结合使用的装置。然而，这些项目没有明确的资金来源。然而，地平线上的第一个太阳系外行星光谱是在2007年2月（HD 209458 b和HD 189733 b）。岩石行星出现的频率是德雷克方程中的变量之一，该方程计算了我们银河系中智能和交流文明的数量。有些系外行星比太阳系中围绕太阳的任何行星都更接近它们的轨道恒星，也有远离恒星的系外行星。水星是距离太阳最近的行星，位于0.4天文单位，需要88天才能完成其轨道，但已知最短的系外行星轨道只需要几个小时，例如开普勒-70b。